JP2010008177A - Defect detecting apparatus and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、欠陥検出装置に関する。 The present invention relates to a defect detection apparatus.
プリント配線基板の製造などに用いる露光装置において、露光パターンを描いたフォトマスクは、露光光を透過するガラスに支持されている。
露光装置の中、フォトマスクを基板に密着させるコンタクト露光装置に用いるガラスは厚く大きいため、内部に気泡や異物を含むことがある。
これらの気泡や異物は、ガラスの厚さ方向の高さ位置に応じて露光に及ぼす影響が異なる。例えば、露光の際に、ガラスの下面側には露光対象である基板のレジスト面が位置するが、気泡や異物がガラス下面に近い位置にある場合、即ちレジスト面に近い場合、露光への悪影響が大きくなる。逆にガラス上面に近い欠陥の場合、悪影響は少なくなる。
このようなガラス内部の欠陥や異物を検出するために、下記の特許文献1乃至5に示すように種々の提案がなされている。
In an exposure apparatus used for manufacturing a printed wiring board, a photomask on which an exposure pattern is drawn is supported by glass that transmits exposure light.
Among the exposure apparatuses, the glass used in the contact exposure apparatus that attaches the photomask to the substrate is thick and large, and thus may contain bubbles and foreign matters inside.
These bubbles and foreign substances have different effects on exposure depending on the height position of the glass in the thickness direction. For example, when the exposure is performed, the resist surface of the substrate to be exposed is positioned on the lower surface side of the glass, but if bubbles or foreign substances are located near the lower surface of the glass, that is, close to the resist surface, adverse effects on the exposure. Becomes larger. Conversely, in the case of a defect close to the upper surface of the glass, adverse effects are reduced.
In order to detect such defects and foreign matters inside the glass, various proposals have been made as shown in Patent Documents 1 to 5 below.
しかし従来のいずれの構成も、欠陥や異物の高さ方向の位置を検出することができず、欠陥や異物が露光に及ぼす影響を正確に認識することができない問題があった。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。
However, any conventional configuration cannot detect the position of the defect or foreign matter in the height direction, and cannot accurately recognize the influence of the defect or foreign matter on the exposure.
The object of the present invention is to solve the problems of the prior art.
上記目的を達成するために、本発明の欠陥検出装置は、検査光を透過する検査対象に対して所定角度で該検査光を傾斜させて照射し、該検査光が検査対象下面に入射する入射光と、検査対象下面で反射する反射光とを有する照明装置と、該検査対象と前記照明装置とを、前記検査光の傾斜方向に相対的に所定速度で移動させる移動装置と、前記検査対象の欠陥を前記入射光と反射光とにより検出する検出装置と、前記入射光による欠陥の検出と前記反射光による欠陥の検出の時間間隔を検出する時間間隔検出装置と、前記所定角度と所定速度と前記時間間隔とに基づいて前記欠陥の高さ方向位置を演算する演算装置と、を備えたことを特徴とする。
上記構成により、検査対象の欠陥を検出し且つ該欠陥の高さ方向の位置を検出することが可能になる。また、検査対象下面で反射する反射光を用いるため、検査対象下面に付着したゴミなどを欠陥として検出することがない。
更に、前記検出装置が、前記検査対象下面を結像する結像レンズと、該結像レンズの結像面に設けられたCCDと、を有するように構成することが可能である。この構成により検査対象上面側での検査感度を相対的に低くし、検査対象上面に付着したゴミなどの影響を減少させることができる。
更に前記結像レンズの絞りを調整する装置を更に備え、該絞りの調整により検査対象内部での欠陥検出感度を調整する、ように構成することも可能である。
In order to achieve the above object, the defect detection apparatus of the present invention irradiates an inspection object that transmits inspection light with an inclination at a predetermined angle, and the inspection light is incident on the lower surface of the inspection object. An illumination device having light and reflected light reflected from the lower surface of the inspection object; a moving device that moves the inspection object and the illumination device relatively at a predetermined speed in a tilt direction of the inspection light; and the inspection object. A detection device that detects the defect of the defect by the incident light and the reflected light, a time interval detection device that detects a time interval between the detection of the defect by the incident light and the detection of the defect by the reflected light, and the predetermined angle and the predetermined speed And an arithmetic unit that calculates the height position of the defect based on the time interval.
With the above configuration, it is possible to detect a defect to be inspected and to detect a position in the height direction of the defect. Further, since the reflected light reflected from the lower surface of the inspection object is used, dust attached to the lower surface of the inspection object is not detected as a defect.
Furthermore, the detection device can be configured to include an imaging lens that forms an image on the lower surface of the inspection object, and a CCD provided on the imaging surface of the imaging lens. With this configuration, the inspection sensitivity on the upper surface side of the inspection object can be relatively lowered, and the influence of dust attached to the upper surface of the inspection object can be reduced.
It is also possible to further comprise a device for adjusting the diaphragm of the imaging lens, and to adjust the defect detection sensitivity inside the inspection object by adjusting the diaphragm.
本発明の欠陥検出装置及び方法によれば、検査対象の欠陥を検出し且つ該欠陥の高さ方向の位置を検出することが可能になる。また、検査対象の表面に付着したゴミなどの影響を抑制することが可能である。 According to the defect detection apparatus and method of the present invention, it is possible to detect a defect to be inspected and to detect the height direction position of the defect. Further, it is possible to suppress the influence of dust or the like attached to the surface to be inspected.
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1において、検査対象であるガラス板99はステージ2上に載置され、移動装置20により矢印で示すY方向に、一定の速度vで移動されるように構成されている。
ステージ2の位置dはステージ位置検出装置4により検出されるように構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In FIG. 1, a
The position d of the
ガラス板99の上方には照明装置1が設けられており、マスク10を介してガラス板99に対して光を斜めに入射させるように構成されている。
照明装置1に対向する位置には、画像検出装置3が設けられおり、ガラス板99下面で反射した反射光を検出するように構成されている。
The lighting device 1 is provided above the
An image detection device 3 is provided at a position facing the illumination device 1, and is configured to detect reflected light reflected by the lower surface of the
照明装置1はガラス板99の幅方向(移動方向に直交する方向)、即ちX方向に線状の光を照射するライン状の拡散照明になっており、図2に示すようにマスク10が設けられており、ガラス板99の移動方向に対して入射角θでライン拡散照明光を照射するように構成されている。この構成により照明装置1の照明はガラス板99に対して入射角θで斜めに入射し、ガラス板99から反射した光だけを検出する。
The illuminating device 1 is a line-shaped diffused illumination that irradiates linear light in the width direction (direction orthogonal to the moving direction) of the
なおガラス板99は照明装置1に対して移動するようになっているが、ガラス板99と照明装置1は相対的に移動すればよく、照明装置1を移動させる構成或いはガラス板99と照明装置1の両方を移動させる構成も可能である。
The
図2に示すように、照明装置1からの照明は入射光路15と反射光路16を経て、ラインCCD31に受光される。
即ち照明装置1及びマスク10から入射角θでガラス板99に入射した線状の照明は、ガラス上面97で屈折角φで屈折しガラス下面98で反射し、更にガラス上面97で屈折角φで屈折する。この反射光を、前焦点位置をガラス下面98に置いた結像レンズ30で集光し、ラインCCD31で受光し、検出するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the illumination from the illumination device 1 is received by the
That is, linear illumination that has entered the
ラインCCD31で検出された画像は画像入力装置32を経由して画像処理装置33で所定の処理を受け、コントローラ5を介してディスプレイ50に表示されるように構成されている。
The image detected by the
図3により、屈折率nのガラス板99内に気泡の欠陥80がある場合の検出について説明する。
ガラス板99はステージ2に載置され、図3において右方向に速度vで移動している。図3(A)に示すように、欠陥80は最初に入射光路15を通過し、この時にラインCCD31の検出値が低下して欠陥80の1回目の検出がなされる。
次に図3(B)に示すように、欠陥80は反射光路16を通過し、同様にラインCCD31により欠陥80の2回目の検出がなされる。
With reference to FIG. 3, detection when there is a
The
Next, as shown in FIG. 3B, the
コントローラ5は、該検出結果に基づいて、欠陥80のガラス下面98からの高さhを次のように算出する。なお、欠陥80の大きさはラインCCD31の出力が低下している時間と移動速度vから計算できる。
Based on the detection result, the
1回目検出の欠陥80の位置と2回目検出の欠陥80の位置のY方向の距離dは、
d=tvであらわされる。ここで、tは欠陥80の1回目検出と2回目検出の時間間隔であり、コントローラ5においてカウントされる。
The distance d in the Y direction between the position of the
It is expressed as d = tv. Here, t is a time interval between the first detection and the second detection of the
ここで、入射角(観測角)θとガラス板99の屈折率nとするときの光の屈折角φは、スネルの法則により、次式で表される。
sinθ=nsinφ
Here, the incident angle (observation angle) θ and the refractive angle φ of the light when the refractive index n of the
sinθ = nsinφ
このとき、欠陥80の高さhと距離dの関係は、
2htanθ=d であるので、欠陥80の高さhは下式で表される。
下式から、欠陥80の高さhと出現間隔時間tは比例することがわかる。即ち、欠陥80がガラス下面98近くにあるほど、時間tは短くなり、ガラス上面97近くにあるほど時間tは長くなる。
At this time, the relationship between the height h of the
Since 2h tan θ = d, the height h of the
From the following equation, it can be seen that the height h of the
図4に欠陥80の位置とコントローラ5により得られ、ディスプレイ50に表示される画像を示す。
前記したように、欠陥80があるとラインCCD31からの信号強度は小さくなるため、欠陥80はディスプレイ50には暗部として表れる。
h1、h2、h3のガラス下面98からの高さの欠陥80abcdeはディスプレイ50においてd1、d2、d3、d4の距離を有する双子の暗部として表示される。前記したように高さhが高いほど暗部の間隔dが大きくなる。
FIG. 4 shows the position of the
As described above, if there is a
The height defects 80abcde from the glass
欠陥80の高さhとサイズと該欠陥80の許容/非許容の関係を図5に示す。泡(異物)などの欠陥80は、ガラス下面98に近く、高さhが低い場所にあるほど、露光に悪影響を及ぼすため、非許容とする。また欠陥80のサイズが大きいほど非許容となる。
FIG. 5 shows the relationship between the height h and size of the
欠陥80dのように高さhがガラス板99の厚み以上の場合は、該欠陥80dはガラス上面97のゴミと判定する。
すなわちガラス板99の厚みTとすると、検出パターンの間隔d4が次式になるときに、ガラス上面97に付着したごみによるパターンとし、正常と判定する。
When the height h is equal to or greater than the thickness of the
That is, when the thickness T of the
また欠陥80cあるいは80eのようにガラス下面98に近い場所にある場合は、双子のパターンにならない場合がある。
例えば、図4に示すように欠陥80cが円形形状の泡で、その大きさ(直径)をSxとし、検出パターンの間隔をd3とすると、Sx>d3の時、二つの画像は分離されない。
このパターンが発生したときには、欠陥80がガラス下面に近く、その大きさも大きいことを示しているので、露光に対して悪影響を及ぼす可能性が高い。そこで、基板の移動方向(Y方向)に直交する方向の大きさをサイズSx、高さhを0とみなして図5に従って、許容/非許容を判定する。
In addition, when there is a place close to the glass
For example, as shown in FIG. 4, if the
When this pattern occurs, it indicates that the
図6のフローチャートにより動作を説明する。
ラインCCD31及び画像入力装置32で検出した濃淡パターンに対し、画像処理装置33において閾値を設け、2値化して2値パターンを得て(ステップS1)、該2値パターンに対し、ラベリングを行う(ステップS2)。
ラベル化された各パターンの中心座標、大きさ(Sx、Sy)を計測し(ステップS3)、各パターンについて、基板移動方向(Y方向)に探索を行い、ほぼ同じ大きさ或いは同様な大きさのパターンを探す(ステップS4)。探索領域は、ガラス板99の厚み相当の距離d4以内とする。
同様な大きさのパターンがあった場合には(ステップS5)、それらのy方向の間隔dを求め、その高さhを計算する(ステップS6)。
得られたパターン高さhと、大きさ(たとえばxy方向の平均値)を図5に示す判断基準に照らし合わせ、許容/非許容を判定する(ステップS7、8、9)。
ステップS5で同様なパターンがなく、単独パターンとみなされる場合には、x方向の大きさSxを大きさとし、高さhを0として(ステップS10)、同様に図5に示す判断基準に照らし合わせ、許容/非許容を判定する(ステップS7、8、9)。
The operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
A threshold value is provided in the image processing device 33 for the gray pattern detected by the
The center coordinates and sizes (Sx, Sy) of each labeled pattern are measured (step S3), and each pattern is searched in the substrate movement direction (Y direction), and is approximately the same size or similar size. Is searched for (step S4). The search area is within a distance d4 corresponding to the thickness of the
If there is a pattern having a similar size (step S5), the distance d in the y direction is obtained, and the height h is calculated (step S6).
The obtained pattern height h and the size (for example, the average value in the xy direction) are checked against the criteria shown in FIG. 5 to determine whether or not to be allowed (steps S7, S8, S9).
If there is no similar pattern in step S5 and it is regarded as a single pattern, the size Sx in the x direction is set to the size, the height h is set to 0 (step S10), and the same is performed in accordance with the criteria shown in FIG. Permission / non-permission is determined (steps S7, 8, 9).
なおガラス下面98にいくほど受光範囲が小さくなり、同じ大きさの欠陥80であっても、ガラス下面98にいくほど光量変化が大きくなり、検出感度が大きくなる。従って、ガラス上面97にゴミなどが付着しても、欠陥80として誤って検出される危険は少ない。
更にガラス下面98のゴミは、反射光に全く影響をあたえないため、検出されることはない。
Note that the light receiving range becomes smaller toward the glass
Furthermore, dust on the
1:照明装置、2:ステージ、3:画像検出装置、4:ステージ位置検出装置、5:コントローラ、10:マスク、15:入射光路、16:反射光路、20:移動装置、30:結像レンズ、31:ラインCCD、32:画像入力装置、33:画像処理装置、50:ディスプレイ、80:欠陥、97:ガラス上面、98:ガラス下面、99:ガラス板。 1: illumination device, 2: stage, 3: image detection device, 4: stage position detection device, 5: controller, 10: mask, 15: incident light path, 16: reflected light path, 20: moving device, 30: imaging lens 31: Line CCD, 32: Image input device, 33: Image processing device, 50: Display, 80: Defect, 97: Upper surface of glass, 98: Lower surface of glass, 99: Glass plate.
Claims (3)
該検査対象と前記照明装置とを、前記検査光の傾斜方向に相対的に所定速度で移動させる移動装置と、
前記検査対象の欠陥を前記入射光と反射光とにより検出する検出装置と、
前記入射光による欠陥の検出と前記反射光による欠陥の検出の時間間隔を検出する時間間隔検出装置と、
前記所定角度と所定速度と前記時間間隔とに基づいて前記欠陥の高さ方向位置を演算する演算装置と、
を備えたことを特徴とする欠陥検出装置。 An illuminating apparatus that irradiates the inspection light that is transmitted through the inspection light at a predetermined angle with the inspection light inclined, and has the incident light that is incident on the lower surface of the inspection object and the reflected light that is reflected on the lower surface of the inspection object. When,
A moving device that moves the inspection object and the illumination device at a predetermined speed relative to the inclination direction of the inspection light;
A detection device for detecting the defect to be inspected by the incident light and the reflected light;
A time interval detection device for detecting a time interval between detection of the defect by the incident light and detection of the defect by the reflected light;
An arithmetic device that calculates the height direction position of the defect based on the predetermined angle, a predetermined speed, and the time interval;
A defect detection apparatus comprising:
前記検査対象下面を結像する結像レンズと、
該結像レンズの結像面に設けられたCCDと、
を有する請求項1の欠陥検出装置。 The detection device is
An imaging lens for imaging the lower surface of the inspection object;
A CCD provided on the imaging surface of the imaging lens;
The defect detection apparatus of Claim 1 which has these.
該検査対象と前記照明装置とを、前記検査光の傾斜方向に相対的に所定速度で移動させるステップと、
前記検査対象の欠陥を前記入射させた光と反射させた光とにより検出するステップと、
前記入射させた光による欠陥の検出と前記反射させた光による欠陥の検出の時間間隔を検出するステップと、
前記所定角度と所定速度と前記時間間隔とに基づいて前記欠陥の高さ方向位置を演算するステップと、
を備えたことを特徴とする欠陥検出方法。 Irradiating the inspection object that transmits the inspection light at a predetermined angle with the inspection light from the illuminating device, making it incident on the lower surface of the inspection object, and reflecting on the lower surface of the inspection object;
Moving the inspection object and the illumination device at a predetermined speed relative to the inclination direction of the inspection light;
Detecting the defect to be inspected by the incident light and reflected light;
Detecting a time interval between detection of a defect by the incident light and detection of a defect by the reflected light;
Calculating a height direction position of the defect based on the predetermined angle, a predetermined speed, and the time interval;
A defect detection method comprising:
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